用于桥梁支座底板稳固的普通水泥基灌浆材料的制作方法

1.本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及用于桥梁支座底板稳固的普通水泥基灌浆材料。


背景技术：

2.桥梁支座是联结桥梁上下部的重要结构,支座安装锚固完成后的平整程度和强度大小直接影响支座的使用性能,进而影响桥梁的行驶安全、舒适度。支座锚固施工中,通常在墩台顶帽的支承垫石砼灌注时预留锚栓孔,待砼达到设计强度架设桥梁前,核实锚栓孔的位置、深度、几何尺寸都达到设计及规范要求,再将支座预埋螺栓放入预留孔中进行填塞捣实锚固。现行锚固材料多采用成品水泥基灌浆料。水泥基灌浆材料的配方因为其所需施工性能而各不相同，但其主要成分大致由以下几部分组成：水泥、集料、高效减水剂、矿物掺合料、保水剂、调凝剂、早强剂、膨胀剂和消泡剂等。可以通过改变不同成分之间的配比来调整灌浆材料的各种性能。
3.目前水泥基灌浆材料主要存在以下问题：早期强度发展慢，且易受环境影响，易产生干缩，出现裂缝，强度不够等。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供用于桥梁支座底板稳固的普通水泥基灌浆材料，本发明通过加入玄武岩纤维以及对膨胀剂的包覆改性来解决水泥基灌浆材料在使用中强度不够以及容易干缩、出现裂缝的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
6.用于桥梁支座底板稳固的普通水泥基灌浆材料，以重量份计，包括以下组分：
7.普通硅酸盐水泥55-70份，机制砂50-100份，复合矿物掺合料35-55份，玄武岩纤维3-6份，聚羧酸高效减水剂1-3份，保水剂3-5份，改性膨胀剂6-10份，缓凝剂1-2份，消泡剂2-3份；
8.所述复合矿物掺合料为磷渣粉、硅灰粉的混合物，二者质量比为(5-7)：1；
9.所述改性膨胀剂为聚乙二醇包覆改性氧化钙膨胀剂。
10.作为上述技术方案的优选，所述机制砂的细度模数为2.45，其表观密度为2.35g/cm3。
11.作为上述技术方案的优选，所述玄武岩纤维的直径为3-5μm，长度为5-7mm。
12.作为上述技术方案的优选，所述保水剂为甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或多种混合。
13.作为上述技术方案的优选，所述缓凝剂为酒石酸、酒石酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠中的一种或多种组合。
14.作为上述技术方案的优选，所述改性膨胀剂的制备方法为：将聚乙二醇和乙醇混合并加热搅拌至固体完全溶解，然后加入氧化钙，搅拌制得混合液，然后采用喷雾干燥器将
制得混合液进行喷雾干燥处理，制得改性膨胀剂。
15.作为上述技术方案的优选，所述聚乙二醇、氧化钙的质量比为5：(1-2)。
16.作为上述技术方案的优选，所述加热搅拌至固体完全溶解时的搅拌转速为1000-2000转/分，搅拌温度为55℃。
17.作为上述技术方案的优选，所述喷雾干燥处理时的热风入口温度为120℃。
18.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
19.本发明提供的用于桥梁支座底板稳固的普通水泥基灌浆材料，包括普通硅酸盐水泥、机制砂、复合矿物掺合料、玄武岩纤维、聚羧酸高效减水剂、保水剂、改性膨胀剂、缓凝剂、消泡剂和水，本发明采用磷渣粉和硅灰粉复配作为矿物掺合料，采用大量的磷渣粉来代替硅灰粉，有效降低了水泥基灌浆材料的制备成本，而且磷渣粉中含有的可溶性磷具有一定的缓凝效果，可有效改善灌浆材料的流动性。本发明还添加了玄武岩纤维以及改性膨胀剂，在灌浆材料的塑化和硬化阶段过程中的膨胀效应主要来源于混合物中的膨胀组分形成的钙矾石可有效降低由于材料干燥收缩引起的开裂风险，但是膨胀后的材料的内部微观结构比较松散，在水泥浆体以及水泥浆体与骨料界面上有许多裂缝，而玄武岩纤维和改性膨胀剂相互配合后，改性膨胀剂的膨胀效应会受到基体中玄武岩纤维所抑制，在膨胀过程中会产生垂直于玄武岩纤维长度的应力，而纤维周围的这种应力会有效改善纤维与基体界面处的结合，从而改善了材料的机械强度。
20.本发明采用氧化钙作为膨胀剂，其成本低廉，但是其早期膨胀率较高，会影响到灌浆材料的早期强度，为解决这一技术问题，本发明采用聚乙二醇对氧化钙进行包覆制得改性膨胀剂，当改性膨胀剂和水混合时，聚乙二醇会缓慢溶解从而将氧化钙暴露出来，从而与水反应形成钙矾石，可有效防止水合开始时材料突然膨胀，从而改善了材料力学性能，
具体实施方式
21.下面结合实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
22.下述实施例中采用的聚乙二醇为聚乙二醇4000，采用的乙醇为质量浓度为75％的乙醇溶液，聚乙二醇4000与乙醇溶液的质量比控制为1：(30-50)，进一步的聚乙二醇4000与乙醇溶液的质量比具体值可优选为1:30、1:40、1:50。
23.实施例1
24.用于桥梁支座底板稳固的普通水泥基灌浆材料，以重量份计，包括以下组分：
25.普通硅酸盐水泥60份，机制砂80份，复合矿物掺合料40份，玄武岩纤维5份，聚羧酸高效减水剂2份，保水剂4份，改性膨胀剂7份，缓凝剂1份，消泡剂2份；
26.其中，所述复合矿物掺合料为磷渣粉、硅灰粉的混合物，二者质量比为5：1；所述保水剂为甲基纤维素；所述缓凝剂为酒石酸；
27.所述改性膨胀剂的制备方法为：将聚乙二醇和乙醇混合并加热至55℃下，在1000转/分的转速下搅拌至固体完全溶解，然后加入氧化钙，控制聚乙二醇、氧化钙的质量比为5：1，搅拌制得混合液，然后采用喷雾干燥器将制得混合液进行喷雾干燥处理，制得改性膨胀剂。
28.实施例2
29.用于桥梁支座底板稳固的普通水泥基灌浆材料，以重量份计，包括以下组分：
30.普通硅酸盐水泥62份，机制砂65份，复合矿物掺合料41份，玄武岩纤维5份，聚羧酸高效减水剂2份，保水剂3份，改性膨胀剂7份，缓凝剂2份，消泡剂2份；
31.其中，所述复合矿物掺合料为磷渣粉、硅灰粉的混合物，二者质量比为7：1；所述保水剂为羟丙基纤维素；所述缓凝剂为酒石酸钠；
32.所述改性膨胀剂的制备方法为：将聚乙二醇和乙醇混合并加热至55℃下，在2000转/分的转速下搅拌至固体完全溶解，然后加入氧化钙，控制聚乙二醇、氧化钙的质量比为5：2，搅拌制得混合液，然后采用喷雾干燥器将制得混合液进行喷雾干燥处理，制得改性膨胀剂。
33.实施例3
34.用于桥梁支座底板稳固的普通水泥基灌浆材料，以重量份计，包括以下组分：
35.普通硅酸盐水泥65份，机制砂85份，复合矿物掺合料40份，玄武岩纤维4份，聚羧酸高效减水剂1份，保水剂3份，改性膨胀剂10份，缓凝剂1份，消泡剂3份；
36.其中，所述复合矿物掺合料为磷渣粉、硅灰粉的混合物，二者质量比为6：1；所述保水剂为羟乙基纤维素；所述缓凝剂为柠檬酸；
37.所述改性膨胀剂的制备方法为：将聚乙二醇和乙醇混合并加热至55℃下，在1500转/分的转速下搅拌至固体完全溶解，然后加入氧化钙，控制聚乙二醇、氧化钙的质量比为5：1，搅拌制得混合液，然后采用喷雾干燥器将制得混合液进行喷雾干燥处理，制得改性膨胀剂。
38.实施例4
39.用于桥梁支座底板稳固的普通水泥基灌浆材料，以重量份计，包括以下组分：
40.普通硅酸盐水泥70份，机制砂100份，复合矿物掺合料55份，玄武岩纤维6份，聚羧酸高效减水剂3份，保水剂5份，改性膨胀剂10份，缓凝剂2份，消泡剂3份；
41.其中，所述复合矿物掺合料为磷渣粉、硅灰粉的混合物，二者质量比为5：1；所述保水剂为羟丙基纤维素；所述缓凝剂为柠檬酸钠；
42.所述改性膨胀剂的制备方法为：将聚乙二醇和乙醇混合并加热至55℃下，在1000转/分的转速下搅拌至固体完全溶解，然后加入氧化钙，控制聚乙二醇、氧化钙的质量比为5：1，搅拌制得混合液，然后采用喷雾干燥器将制得混合液进行喷雾干燥处理，制得改性膨胀剂。
43.实施例5
44.用于桥梁支座底板稳固的普通水泥基灌浆材料，以重量份计，包括以下组分：
45.普通硅酸盐水泥55份，机制砂70份，复合矿物掺合料35份，玄武岩纤维3份，聚羧酸高效减水剂1份，保水剂3份，改性膨胀剂6份，缓凝剂1份，消泡剂2份；
46.其中，所述复合矿物掺合料为磷渣粉、硅灰粉的混合物，二者质量比为5：1；所述保水剂为羟乙基纤维素；所述缓凝剂为葡萄糖酸钠；
47.所述改性膨胀剂的制备方法为：将聚乙二醇和乙醇混合并加热至55℃下，在2000转/分的转速下搅拌至固体完全溶解，然后加入氧化钙，控制聚乙二醇、氧化钙的质量比为5：1，搅拌制得混合液，然后采用喷雾干燥器将制得混合液进行喷雾干燥处理，制得改性膨胀剂。
48.对比例1
49.膨胀剂未采用聚乙二醇包覆改性，其他条件和实施例5相同。
50.对比例2
51.未添加玄武岩纤维，其他条件和实施例5相同。
52.将上述实施例以及对比例中制得的普通水泥基灌浆材料与水混合，控制水料比为0.12，并对制得的浆料进行性能测试，浆料流动度及强度试验：依据《水泥基灌浆材料应用技术规范》(gb/50448-2008)，测试初始流动度、30min流动度以及1d、7d和28d抗压强度。测试结果如表1所示。
53.表1
[0054][0055]
从上述测试结果可以看出，本发明制得的水泥基灌浆材料不仅流动性好，且力学性能优异，这主要是由于聚乙二醇包覆氧化钙膨胀剂与玄武岩纤维相互协同的效果。
[0056]
此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。